过去的几十年里，随着基于硅(Si)材料的电力电子器件的发展，其电学特性已经趋于材料特性所决定的理论极限，这也严重制约了电力电子器件在高频、高温、高压等领域的应用。而碳化硅(SiC)作为新型宽禁带半导体材料，其禁带宽度、临界击穿电场、饱和电子漂移速率以及热导率等特性都大大优于Si材料，因此SiC功率半导体器件拥有更高的耐压水平、更高的开关频率和更高的工作温度从而可以大大提升电力电子系统的各方面性能。碳化硅双极结型晶体管(SiC BJT)由于其高电流增益、无栅氧可靠性问题、低制作成本，成为SiC功率器件研究和产业化发展的不可忽视的有力竞争者之一。SiCBJT应用中最大的问题是作为电流型驱动的器件导致的驱动功耗较大从而不被市场广泛接受，为了突破这个应用瓶颈，结合碳化硅器件发展的重大需求，本文对1200VSiCBJT进行了结构设计和器件研制，提出了一种基于SiCBJT的新型低功耗等比例自适应驱动技术以及一种新型的Si-SiC混合达灵顿晶体管结构，并研究其实际应用场合中的低功耗应用技术，主要包括以下内容：
　　1、介绍了碳化硅双极结型晶体管的研究背景与意义，并对SiC材料与Si材料、SiCBJT和SiBJT进行了对比分析，得出SiCBJT具有更高的工作温度、更高的耐压、更大的电流增益和更快的开关频率，又无MOS结构从而无栅氧可靠性问题，具有较好的应用前景，因此本文选定SiCBJT作为研究对象。
　　2、降低基极驱动功耗的一个途径是设计高电流增益的SiCBJT。为了加速国内SiC器件制作技术的发展以及提升SiCBJT的电流增益，本文针对SiCBJT进行了结构设计与器件研制，分别对提升电流增益与阻断电压进行了器件元胞结构优化设计和终端结构优化设计且得出了较好的优化结果，并进行了版图设计和部分工艺设计，委托外部企业进行了器件的初步研制与实验流片。
　　3、SiCBJT传统驱动电路在器件轻载时存在过驱动的问题，这也会造成没必要的驱动功耗浪费。针对该问题，本文提出了一种新型的等比例自适应驱动电路，该电路在基极串联了一个硅金属-氧化物场效应晶体管(MOSFET)来替代传统驱动电路中的基极电阻，利用霍尔传感器采集SiCBJT的集电极电流输出电压至MOSFET的门极，利用MOSFET的非线性电阻区即通态电阻随门极电压反比例变化区域，实现了SiCBJT的基极驱动电流随着集电极电流同步等比例变化。分别通过仿真与实验搭建了基于新型等比例自适应驱动电路的升压斩波电路，实验验证了SiCBJT在轻载时驱动功耗比传统驱动功耗节约高达70%以上的效果。
　　4、采用高电流增益的达灵顿晶体管也是解决驱动功耗大的一种方法。传统的SiC基达灵顿晶体管不仅成本较高，而且前级输入的SiCBJT的电流增益较小而没有充分发挥其器件优势。针对该问题，本文提出了一种前级输入BJT为SiBJT和后级输出BJT为SiCBJT的新型Si-SiC混合达灵顿晶体管，与传统的达灵顿晶体管不同，该晶体管结构充分利用了SiBJT和SiCBJT各自的器件优势，大幅度降低了达灵顿晶体管的成本，提升了电流增益达1700以上。另外文中对新型Si-SiC混合达灵顿晶体管的功耗进行了充分的研究，与单管SiCBJT与传统SiC-SiC达灵顿晶体管的驱动损耗、导通损耗和开关损耗都进行了对比分析，得出Si-SiC混合达灵顿晶体管在高频大电流条件下总损耗更低，更具有应用优势。
　　5、为了充分发挥本文所提出的两种新型技术的优势，进行了基于SiCBJT的低功耗应用技术研究，将新型等比例自适应驱动电路应用于单相全桥逆变器当中，对其驱动损耗与传统基极驱动进行了比较分析，功耗可降低高达80%以上。另外将Si-SiC混合达灵顿晶体管应用于高频大电流的升压斩波电路中，对其总损耗与单管SiCBJT进行了比较分析，总损耗可降低高达17%以上。